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要点预览：
2 全球GM作物的发展对农药工业的挑战
2.1 从农药的角度看GM作物对农药工业的挑战
2.1.1 耐草甘膦/草铵膦GM作物的发展限制了选择性除草剂的使用
2.1.2 全球GM抗虫作物的大面积种植，大幅度减少杀虫剂的使用
2.2 从作物的角度看GM作物的发展对农药工业的挑战
2.2.1 GM水稻的开发与商业化种植必将导致水稻用农药的大调整
2.2.2 关注未来的GM小麦对农药工业的影响
2.3 从新GM作物和新性状看，未来5～10年，GM作物将继续向选择性除草剂和杀虫剂发出挑战
2 全球GM作物的发展对农药工业的挑战
全球GM作物的发展对农药工业来说是挑战与机遇并存。而“并存”的含义在此已表现得再明白不过了。例如，耐草甘膦大豆的大面积种植，是对选择性除草剂，如磺酰脲类、咪唑啉酮类除草剂很大的挑战，但同时又给非选择性除草剂草甘膦带来了巨大的机遇。但是，为了线条比较清楚，还是把“挑战”与“机遇”分开讲。
总的来说，GM作物与农药是相辅相成、互相补充的，但是，GM作物的发展已经对化学农药产品的结构产生了很大的影响。从总体趋势上看，GM作物与农药是同时增长的，但GM作物增长的速度比较快，持续保持两位数，而化学农药的增长速度相对较慢。
现将英国咨询公司Phillips McDougall和Cropnosis公司报道的近年GM作物市场数据与Phillips McDougall公司另文报道的传统农药销售情况进行汇总分析，发现从2006～2010年，GM作物市场的年增长率都在两位数，而传统农药的销售值除了2008年增长10%以外，都是个位数或负增长。
从发展趋势看，GM作物将步步占领高端市场，化学农药只能占领中、低端市场。因此，依靠化学农药获得暴利的时代将远去。
2.1 从农药的角度看GM作物对农药工业的挑战
2.1.1 耐草甘膦/草铵膦GM作物的发展限制了选择性除草剂的使用
在各种性状GM作物的全球种植面积中，耐除草剂GM作物的种植面积一直是最大的，近年都占60%以上，5年总计占63%。而耐除草剂GM作物中绝大多数都是耐草甘膦的。耐草甘膦的GM作物是最早开发和商业化种植的GM作物。从1996年上市以来，种植面积连年增加。在2006年全球6960万公顷的耐除草剂GM作物中，有80%是耐草甘膦的，达到5568万公顷，处于绝对主导地位。最近报道，耐草甘膦GM作物已占耐除草剂GM作物的95%以上。
耐除草剂的作物主要是大豆、玉米、棉花和油菜。其中，最重要的是耐草甘膦大豆。据报道，目前耐草甘膦作物已在23个国家种植，面积达到1.14亿公顷，其中，美国种植的耐草甘膦作物种类最多（见表9）、面积最大，其次是阿根廷、巴西和加拿大。目前美国各种作物中耐草甘膦品种所占比例已达到：大豆100%、玉米89%、棉花 98%和油菜62%。这就是说，转基因技术的巨头孟山都公司可以一手卖耐草甘膦的作物种子，一手卖草甘膦，结果是大幅挤占了磺酰脲类、咪唑啉酮类选择性除草剂的市场，也造成对其他除草剂需求的大幅降低。拜耳公司的耐草甘膦GlyTol棉花2010年在巴西获准，2011年已在美国上市，耐草铵膦的LibertyLink T25棉花也已在2009年上市，这些耐除草剂棉花的种植也减少了棉花选择性除草剂的使用。
有专家估计，因耐除草剂作物的出现，除草剂品种减少了10%-15%。创制新除草剂的难度增加了。估计目前需要筛选4～5万个化合物才能筛选出一个新的有用的除草剂。另有报道，由于耐除草剂作物的普及，也使选择性除草剂的研发投入减少。如巴斯夫公司近年对除草剂的研发力度降低，研发费用所占销售额的比例从2002年的40%，下降到2005年的21%。
2.1.2 全球GM抗虫作物的大面积种植，大幅度减少杀虫剂的使用
2010年全球GM抗虫作物面积2630万公顷，比2006年的1900万公顷增长了38.4%，年均增长17%。
最主要的GM抗虫作物是棉花和玉米。在1996～2009年间，全球在GM作物上减少的农药使用量达到39.273万吨。减少最多的作物是GM抗虫棉，农民减少了15.266万吨杀虫剂的使用量，即减少21.8%。在GM抗虫玉米上的杀虫剂使用量减少了3.646万吨（-40.6%）。抗虫棉和抗虫玉米减少的杀虫剂使用量达到18.912万吨，占农药总减少量的48.2%。
我国的情况也看得很清楚，近5年全国Bt棉的种植面积都在350万公顷以上，防治二代棉铃虫的杀虫剂几乎都停产了。杀虫剂使用量的大幅下降给杀虫剂工业带来了巨大冲击，可是Bt棉却给社会带来了很大的经济效益和环境效益。另外，由中国农科院生物技术研究所自己开发的3堆积GM抗虫棉可使棉花产量增加25%，同时可进一步减少杀虫剂的使用量。这种抗虫棉的4个品系已经获得当局批准，并在2009年种植了23万公顷。
中国在GM作物开发上的另一个亮点是GM抗虫水稻。中国的GM抗虫水稻从2001年开始进行大田试验。调查表明种植GM抗虫水稻可使农民受益。这种GM水稻每季平均使用杀虫剂的次数少于1次，而常规水稻使用3.7次。每公顷常规水稻的农药使用量和费用是GM水稻的农药使用量和费用的8～10倍。GM水稻的农药使用量比常规水稻减少80%。而GM水稻的产量可比常规水稻提高9%。无疑的，如果大面积种植这种GM水稻将会大幅度减少水稻杀虫剂的使用量，同时给社会带来巨大的经济效益和环境效益。
总之，GM抗虫作物的发展正在向杀虫剂工业发出严峻的挑战。我们必须与时俱进，不断调整杀虫剂的产品结构。
2.2 从作物的角度看GM作物的发展对农药工业的挑战
2.2.1 GM水稻的开发与商业化种植必将导致水稻用农药的大调整
现将至今已见报道的开发与商业化种植的耐除草剂水稻和抗虫水稻汇总于表10。耐除草剂的水稻品种有8个。其中，耐咪唑啉酮除草剂水稻Clearfield通过与咪唑啉酮类除草剂的组合，能防除一些水稻田中其他除草剂无法防除的杂草－－赤米稻（red rice）。在全球的一些产稻区，赤米稻被认为是一种最难防除的杂草，因为它在分类学和生理学上与一般的水稻比较相似。使用传统的除草剂防除水稻田的这种杂草基本上都没有成功，但在耐咪唑啉酮类除草剂的水稻田，用咪唑啉酮类除草剂防除赤米稻却非常有效，这种耐咪唑啉酮水稻已在美国种植10年。2011年3月AGROW报道，巴斯夫又与巴西研究公司Embrapa合作开发了一个耐咪唑啉酮的Clearfield水稻品系，BRS Sinuelo CL，它能耐受巴斯夫的防除赤米稻的除草剂Only（咪草烟+甲咪唑烟酸），2011年，这种水稻已在巴西上市。另外，耐草铵膦水稻LibertyLink，在使用超过正常使用量4倍的草铵膦时，水稻仍然安全，它也能防除赤米稻，以及稗草等禾本科杂草与原叶牵牛、大果天菁等杂草。值得注意的是这两种耐除草剂水稻都不是转基因抗性作物，而是通过常规的育种方法培育的。如果这两种耐除草剂水稻大面积种植，那么，更多现有的水稻选择性除草剂就要出局了。
特别值得关注的是目前耐草甘膦水稻的开发。杜邦的分公司先锋种子公司正在开发耐草甘膦水稻，并已取得进展。杜邦的农业与营养部副执行总裁Borel先生认为，在种子方面，今后5年特别增长的作物是水稻。目前的种子销售量是几千万美元，但预计此数字在5年内至少增长5倍。这也反映了他们对正在开发的耐草甘膦水稻的前景充满信心。据报道，中国也正在开发耐草甘膦水稻，福建农科院正在利用中国科学院遗传与发育生物学研究所获得的新型水稻EPSPS基因变体选育耐草甘膦的水稻新品种基因，并已获得高抗转基因水稻品系。
水稻是供应全球粮食的主要作物之一。尽管耐咪唑啉酮除草剂水稻在美国和北美已经种植10年，但由于该地区的水稻并不是主要的、大面积种植的作物，因此对全球水稻农药市场影响不大。世界上最大的水稻生产地在亚洲，特别是中国和印度，因此，预计5年后如果在中国和亚洲主要水稻生产国种植耐草甘膦或耐草铵膦水稻的话，必将对水稻的选择性除草剂产生巨大冲击。
前面已经提到，中国的GM抗虫水稻已从2001年开始进行大田试验。调查表明种植GM抗虫水稻可使中国农民受益。每公顷常规水稻的农药使用量和费用是GM水稻的农药使用量和费用的8～10倍。GM水稻的农药使用量比常规水稻减少80%。而且GM水稻的产量可比常规水稻提高9%。可见，如果这种GM抗虫水稻在中国大面积种植，也必将使中国的水稻杀虫剂发生重大革命。
总之，预计在5～10年内，GM水稻的开发与商业化种植必将导致水稻用农药的大调整。
2.2.2 关注未来的GM小麦对农药工业的影响
可以说，小麦是至今固守“常规作物”阵地的主要作物之一。GM作物商业化种植以来的15年，一是耐除草剂和抗虫的GM作物居多；二是作物集中在大豆、玉米、棉花和油菜上，几乎很少见到小麦的踪影。现在把见到的一些报道汇总如下。
耐除草剂小麦
耐咪唑啉酮的冬小麦（抗咪唑乙烟酸）早在2002年就已在美国种植，但2006年种植面积仅为24.2万公顷。2011年3月AGROW 报道，巴斯夫公司的耐咪唑啉酮Clearfield小麦的改进变体，非转基因的Claerfield Plus小麦已经通过澳大利亚AGT小麦种子公司在澳大利亚上市，它含有两个耐除草剂基因，耐咪草烟+甲咪唑烟酸，提供了改进水平的耐药性和更高的作物安全性。
孟山都原来开发的耐草甘膦小麦，因为担心影响出口而停止开发。现在由于小麦种植者对GM小麦商业化表示支持，孟山都又重新对GM小麦感兴趣。将开拓开发耐除草剂和抗病小麦的机会，并将重点放在内源性状小麦的开发上，如耐旱、氮利用和更高产量等性状的GM小麦。
堆积性状小麦
特别值得注意的是堆积性状的GM小麦，道农科和杜邦公司各开发了一个品种，两者都是耐除草剂/抗虫的堆积产品，技术起点高，这是转基因作物技术的新突破。小麦是全世界仅次于水稻的大宗粮食作物，将对保障世界粮食供应具有深远意义。
抗病小麦
2011年4月AGROW 报道， 瑞士大学财团的研究者已经开发了转基因抗白粉病小麦。有几个对病原菌有抗性的抗性（R）基因，但是在许多情况下这种保护不是 “耐久的”。
已经开发了4个独立的转基因小麦品系，它们在玉米ubiquitin promotor的控制下表达了一个小麦白粉病抗性（R）基因Pm3的等位基因Pm3b。这些品系每个都产生5至600倍正常水平的Pm3b。温室与田间试验结果显示，所有品系都改进了对侵染的抗性。
抗虫小麦
2011年7月AGROW 报道，英国研究中心Rothamsted Research已经开发了GM抗虫小麦，并已向英国环境释放咨询委员会（ACRE）申请在英国进行田间试验。这个GM品系通过利用一个蚜虫外激素的警报系统传递对蚜虫的“新奇”抗性。这个GM品系含有两个将导致产生挥发性化合物（E）-B-farnesene（EBF，法呢烷）的酶译成密码的合成基因。进攻的蚜虫利用EBF作为一个警报的外激素或信号，使其他蚜虫停止取食和离开小麦。如果获得批准，Rothamsted打算在2012年3～4月开始试验，在2013年进行重复试验。将播种的面积是288m2。
另外，据报道印度种子公司也计划在未来3～5年内开发第一代GM小麦和水稻，以确保12亿人口国家的粮食供应。
总的来说，不管是耐除草剂小麦、耐除草剂/抗虫小麦，还是抗虫、抗病小麦，估计大规模商业化种植还需要8～10年的时间。但是，一旦它们取得成功，必将对现有的小麦除草剂、杀虫剂和杀菌剂体系发出巨大冲击。值得我们密切关注。
2.3 从新GM作物和新性状看，未来5～10年，GM作物将继续向选择性除草剂和杀虫剂发出挑战
近30年来，GM作物与性状的研究不但没有削弱，反而是蒸蒸日上，层出不穷。关于新的GM作物和新性状的开发研究报道很多，现在仅以2010年新批准的GM作物为例加以分析。2010年新批准的GM作物有39种，其中耐除草剂的9种、抗虫的6种、耐除草剂/抗虫的19种和其他性状的5种。
耐除草剂的9种是Cultivance大豆（CV127）（巴斯夫与巴西农业研究院合作开发）、LibertyLink 25棉花（LL 25）（拜耳开发）、GlyTol+ LibertyLink 25棉花（GHB614XLL25）（拜耳开发）、Optimum GAT大豆（DP356043）（杜邦/先锋开发）、Roundup Ready大豆（MON40-3-2）（孟山都开发）、Roundup Ready 2 Yield大豆（MON89788）（孟山都开发）、Roundup Ready Flex棉花（MON88913）（孟山都开发）、Roundup Ready苜蓿（MON101XMON163）（孟山都开发）和Roundup Ready 甜菜（H7-1）（孟山都开发）。
在这9种耐除草剂作物中，3种是双堆积性状的，杜邦的耐草甘膦/ALS抑制剂大豆、拜耳的耐草甘膦/草铵膦棉花和孟山都的耐草甘膦苜蓿。这9个产品中，7个具有耐草甘膦性状（巴斯夫的一个产品未知所耐受的除草剂）。2个具有耐草铵膦性状。孟山都占6个，拜耳2个，巴斯夫1个。孟山都仍然处于领先地位。而且，大量新的耐草甘膦作物的种植，将继续压缩选择性除草剂的市场。
抗虫的6种GM作物是WideStrike棉花（DAS243236XDAS21023）（道农科开发）、YieldGard VT Pro玉米（MON89034）（孟山都开发）、Bt大豆（MON87701）（孟山都开发）、Bollgard II棉花（MON15985）（孟山都开发）、Agrisure Viptera玉米（MIR162）（先正达开发）和VipCot棉花（COT67XCOT102）（先正达开发）。这6种抗虫作物中，棉花3个、玉米两个和大豆1个。孟山都公司占有3个，先正达两个和道农科1个。孟山都仍然领先。值得注意的是增加了Bt大豆，在未来几年中，由于这些抗虫作物的种植，仍然会压缩杀虫剂市场。
在耐除草剂/抗虫的19个GM作物中，玉米15个，占79%；小麦2个，占11%；大豆与棉花各1个，各占5%。已知带耐草甘膦性状的16个，占84%；带抗虫性状的19个，100%。孟山都公司8个，占42%；先正达6个，占32%；杜邦3个，占16%；道农科2个，占10%。值得注意的是玉米成为第一重点和先正达的开发力度加强，它与孟山都共有14个，占74%。
综上所述，在2010年39个新批准的GM作物中，已知的耐草甘膦性状作物24个，占62%，抗虫性状作物25个，占64%。这就是说，在未来5～10年中，草甘膦仍然有更大的发展空间，而相应的选择性除草剂仍然会受到影响。同样，抗虫作物的发展将继续减少全球杀虫剂的使用。
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